import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Random;

//O(1) 时间插入、删除和获取随机元素
//
//
//        RandomizedSet() 初始化 RandomizedSet 对象
//        bool insert(int val) 当元素 val 不存在时，向集合中插入该项，并返回 true ；否则，返回 false 。
//        bool remove(int val) 当元素 val 存在时，从集合中移除该项，并返回 true ；否则，返回 false 。
//        int getRandom() 随机返回现有集合中的一项（测试用例保证调用此方法时集合中至少存在一个元素）。每个元素应该有 相同的概率 被返回。
//        你必须实现类的所有函数，并满足每个函数的 平均 时间复杂度为 O(1)
class RandomizedSet {
    List<Integer> nums;
    HashMap<Integer,Integer> indices;
    Random random;

    public RandomizedSet() {
        nums = new ArrayList<>();
        indices = new HashMap<>();
        random = new Random();
    }
    
    public boolean insert(int val) {
       if (indices.containsKey(val)){
            return false;
        }
        int index = nums.size();
        nums.add(val);
        indices.put(val,index);
        return true;
    }
    
    public boolean remove(int val) {
        if (!indices.containsKey(val)){
            return false;
        }
        int index = indices.get(val);
        int last  = nums.get(nums.size()-1);
        nums.set(index,last);
        indices.put(last,index);
        nums.remove(nums.size()-1);
        indices.remove(val);
        return true;

    }
    
    public int getRandom() {
        int randomIndex = random.nextInt(nums.size());
        return nums.get(randomIndex);

    }
}